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微納米氣泡的特性

閱讀:9669      發(fā)布時間:2022-5-17
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  微納米氣泡發(fā)生器可實現(xiàn)表層底層水循環(huán),見效快,適合于水深大于3m的水域,無需投加化學藥劑,防止再次污染。安裝方便,無需日常人工操作,浮筒安裝,不受水位影響。主要用于水體修復、污水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖、溫泉等方面。介質(zhì)的PH值為6.5-8.0,介質(zhì)溫度≤50℃。
 
  通常我們把氣體在液體中的存在現(xiàn)象稱作氣泡。氣泡的形成現(xiàn)象,在自然界中的許多過程中都能遇到,當氣體在液體中受到剪切力的作用時就會形成大小、形狀各不相同的氣泡。目前,對氣泡的分類與定義并不是十分嚴格,按照從大到小的順序可分為厘米氣泡(CMB)、毫米氣泡(MMB)、微米氣泡(MB)、微納米氣泡(MNB)、納米氣泡(NB)。所謂的微納米氣泡即指氣泡發(fā)生時直徑在10微米左右到數(shù)百納米之間的氣泡,這種氣泡是介于微米氣泡和納米氣泡之間,具有常規(guī)氣泡所不具備的物理與化學特性。
 
  對于這種微納米氣泡它的特性如下:
 
  1.比表面積大
 
  氣泡的體積和表面積的關系可以通過公式表示。氣泡的體積公式為V=4π/3r3,氣泡的表面積公式為A=4πr2,兩公式合并可得A=3V/r,即V總=n·A=3V總/r。也就是說,在總體積不變的情況下,氣泡總的表面積與單個氣泡的直徑成反比。根據(jù)公式,10微米的氣泡與1毫米的氣泡相比較,在一定體積下前者的比表面積理論上是后者的100倍??諝夂退慕佑|面積就增加了100倍,各種反應速度也增加了100倍。
 
  2.上升速度慢
 
  根據(jù)斯托克斯定律,氣泡在水中的上升速度與氣泡直徑的平方成正比。氣泡直徑越小則氣泡的上升速度越慢。從氣泡上升速度與氣泡直徑的關系圖可知,氣泡直徑1mm的氣泡在水中上升的速度為6m/min,而直徑10μm的氣泡在水中的上升速度為3mm/min,后者是前者的1/2000。如果考慮到比表面積的增加,微納米氣泡的溶解能力比一般空氣增加20萬倍。
 
  3.自身增壓溶解
 
  水中的氣泡四周存有氣液界面,而氣液界面的存在使得氣泡會受到水的表面張力的作用。對于具有球形界面的氣泡,表面張力能壓縮氣泡內(nèi)的氣體,從而使更多的氣泡內(nèi)的氣體溶解到水中。根據(jù)楊-拉普拉斯方程,?P=2σ/r,?P代表壓力上升的數(shù)值,σ代表表面張力,r代表氣泡半徑。直徑在0.1mm以上的氣泡所受壓力很小可以忽略,而直徑10μm的微小氣泡會受到0.3個大氣壓的壓力,而直徑1μm的氣泡會受高達3個大氣壓的壓力。微納米氣泡在水中的溶解是一個氣泡逐漸縮小的過程,壓力的上升會增加氣體的溶解速度,伴隨著比表面積的增加,氣泡縮小的速度會變的越來越快,從而最終溶解到水中,理論上氣泡即將消失時的所受壓力為無限大。
 

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